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基于車輪力的車輛穩(wěn)定技術(shù)研究

電子穩(wěn)定控制（ESC）系統(tǒng)根據(jù)車輛上傳感器反饋的信息來(lái)確定車輛的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，通過(guò)控制制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來(lái)抑制側(cè)滑，從而確保車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)定性。輪胎力、摩擦因數(shù)、轉(zhuǎn)向角速度和車輪速度是ESC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛狀態(tài)穩(wěn)定控制的主要數(shù)據(jù)。然而，除了車輪速度和轉(zhuǎn)向角，還沒(méi)有傳感器能夠直接測(cè)量這些基本控制參數(shù)，輪胎力通過(guò)估計(jì)算法計(jì)算位于車輛中心傳感器采集到的橫向加速度和橫擺率信號(hào)得到。估計(jì)算法預(yù)測(cè)輪胎力大約產(chǎn)生150ms的時(shí)間延遲。當(dāng)車輛以100km/h行駛時(shí)，車輛在沒(méi)有任何控制的條件下行駛約4.2m，這樣的車輛不受控制的延遲可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。并且，簧載質(zhì)量的行為特征、橫向加速度、橫擺率、簧下質(zhì)量和輪胎力的時(shí)間不一致。為了克服傳統(tǒng)ESC從橫向加速度和偏航率信息計(jì)算的時(shí)間延遲，需要開(kāi)發(fā)各輪胎力測(cè)量技術(shù)以縮短ESC的響應(yīng)時(shí)間。

由于ESC系統(tǒng)從直接關(guān)系到車輛狀態(tài)和車身狀態(tài)信息來(lái)預(yù)測(cè)輪胎力，因此其受到懸架響應(yīng)延時(shí)的影響。下一代ESC系統(tǒng)的研究將直接測(cè)量輪胎力并將其應(yīng)用于ESC。比較并分析了基于車身行為信息橫擺率的商用ESC系統(tǒng)和未來(lái)將廣泛使用的基于受力信息ESC系統(tǒng)，并對(duì)其性能進(jìn)行了分析比較。開(kāi)發(fā)了經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確性驗(yàn)證的車輛動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)車輛操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方案比較兩種控制系統(tǒng)的橫擺率和輪胎力的響應(yīng)時(shí)間。此外，對(duì)兩種控制系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的算法，通過(guò)仿真和測(cè)試對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。常規(guī)的ESC系統(tǒng)由于響應(yīng)時(shí)間延遲和獲得傳感器信息的結(jié)構(gòu)使其有一定的局限性，驗(yàn)證了基于受力信息ESC系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和狀態(tài)穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2015年第3期

作者：C.H.Jeong et al

編譯：楊昆